O ácido nítrico, que tem a fórmula molecular HNO3, é um ácido de elevado grau de ionização e volátil à temperatura ambiente. É produzido industrialmente pelo processo Ostwald. Também conhecido como ácido azótico ou água-forte.
Características e propriedades
Propriedades físicas
O ácido nítrico puro é um líquido viscoso, incolor e inodoro. Frequentemente, distintas impurezas o colorem de amarelo-acastanhado. A temperatura ambiente libera fumaças (fumos) vermelhos ou amareladas. O ácido nítrico concentrado tinge apele humana de amarelo ao contato, devido a uma reação com a cisteína presente na queratina da pele.
Propriedades químicas
O ácido nítrico é considerado um ácido forte, sendo também bastante corrosivo.
Sendo um ácido típico, o ácido nítrico reage com os metais alcalinos, óxidos básicos e carbonatos, formando sais, como onitrato de amônio. Devido à sua natureza oxidante, o ácido nítrico geralmente não doa prótons (isto é, ele não liberahidrogênio) na reação com metais e o sal resultante normalmente está no mais alto estado de oxidação. Por essa razão, pode-se esperar forte corrosão, que deve ser evitada pelo uso apropriado de metais ou ligas resistentes à corrosão.
Ácido nítrico tem uma constante de dissociação ácida (pKa) de -1.4: em solução aquosa, ele ioniza quase completamente (93%, a 0,1 mol/L) em íons nitrato (NO3-) e prótons hidratados, conhecidos como íons hidrônios (H3O+).
HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
Quando ebulido em presença de luz, mesmo a temperatura ambiente, há uma decomposição parcial com a formações de dióxido de nitrogênio seguindo a reação:
4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2 (72 °C)
Suas reações com compostos como os cianetos, carbetos, e pós metálicos podem ser explosivas.
Fortemente oxidante é incompatível com a maioria dos produtos orgânicos. As reações do ácido nítrico com muitos compostos orgânicos, como a terebentina ou o álcool etílico, são violentas, a mistura sendo hipergólica (quer dizer, auto-inflamável).
Os sais do ácido nítrico (que contém o íon nitrato) se chamam nitratos. A quase totalidade deles são muito estáveis em água. O ácido nítrico e seus sais, os nitratos, não devem ser confundidos com o ácido nitroso e seus sais, os nitritos.
Aplicações
É encontrado disponível no comércio normalmente nas concentrações aquosas de 50%,65% e 69-70%. O ácido nítrico concentrado, normalmente usado em laboratórios e aplicações industriais, é a solução aquosa de ponto de ebulição constante, contendo 68% de ácido nítrico (42,25º Baumé).
Ácido nítrico, especialmente concentrado (solução aquosa em teor de nítrico maior que 70% mássico) é utilizado na indústria de explosivos, apenas de forma gasosa.
O ácido nítrico fumegante é o ácido concentrado, 85,7% (47º Bé), contendo óxidos de nitrogênio livres, dissolvidos, que elevem a concentração para até mais de 96% em peso. Este ácido deriva seu nome porque fumega quando exposto ao ar. Apesar de mais instável quimicamente que o ácido concentrado normal, reage mais vigorosamente com outras substâncias, devido à presença dos óxidos nitrosos livres. Forma uma mistura azeotrópica com a água a 68%.
A principal aplicação do acído nítrico é na produção de fertilizantes.
Entre os sais do ácido nítrico estão incluidos importantes compostos como o nitrato de potássio (nitro ou salitre empregado na fabricação de pólvora) e o nitrato de amônio como fertilizante.
O ácido nítrico também pode ser utilizado na obtenção de um éster, em um processo chamado de esterificação:
Ácido nítrico + Álcool metílico → Nitrato de metila + água
NO2 - OH + HO - CH3 → NO2- O - CH3 + H2O
O ácido nítrico é utilizado na oxidação do ciclohexanol/ciclohexanona na produção de ácido adípico na cadeia do nylon.
Além destes usos, o ácido nítrico, em várias concentrações, é utilizado para fabricação de corantes, explosivos(destacadamente a nitroglicerina, a nitrocelulose, além do ácido pícrico), diversos ésteres orgânicos, fibras sintéticas,nitrificação de composto alifáticos e aromáticos, galvanoplastia, seda artificial, ácido benzóico, terylene, etc.
História
Os alquimistas chamavam de aqua fortis o ácido nítrico e aqua regia a mistura de ácido nítrico e clorídrico, conhecida pela sua capacidade de dissolver o ouro.
Produção
Modernamente o ácido nítrico é produzido a partir do processo de Ostwald, onde amôniaé queimada com ar sob telas catalíticas de platina gerando monóxido de nitrogênio (NO), que oxidado com ar à dióxido de nitrogênio (NO2) é absorvido sob pressão em água formando ácido nítrico. O processo envolve altas temperaturas e pressões próximas da atmosferica
Um processo anterior ao de Ostwald era o do arco voltaico, onde o próprio ar submetido a corrente elétrica reagia a 3000 °C formando NO. Outro processo anterior era a reação denitrato de sódio com ácido sulfúrico. Ambos processos caíram em desuso no início do século XX com o barateamento da amônia produzida em larga escala pelo processo de Haber-Bosch.
A produção de ácido nítrico é fortemente poluidora, liberando gases NOx (geradores dechuva ácida) e N2O (gás de estufa). Diversos processos foram desenvolvidos, contudo, para o abatimento das emissões destes gases dentro das leis ambientais.
Bibliografia
1. SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.
2. MAHAN, Bruce M.; MYERS, Rollie J.; Química: um curso universitário, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo/SP – 2002.
3. RUSSELL, John B.; Química Geral vol.2, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994
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